Uniones QuímicasIónicas Covalentes MetálicasUniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
Unión iónicaPropiedades de los Compuestos iónicos- Puntos de fusión y ebullición elevados- Sólidos duros y quebradizos- Ba...
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Unión covalenteCaracterísticas del enlace covalente• Es muy fuerte y se rompe con dificultad.• Si la diferencia de electro...
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Enlaces s y p para la molécula de N2.Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
Carga formal = [N° e- valencia átomo libre] - [ N° e- valenciaasignados en la molécula ]• Los pares de electrones solitari...
Como regla general, podemos afirmar que:• Los átomos en la molécula tratan de adquirir cargasformales lo más cercanas a ce...
ResonanciaOrden de energía de las formas resonantes y energías de resonancia para O3 y BF3Ψ = cI ΨI+ cII ΨIIUniones químic...
Resonanciaformas de Kekulé formas de DewarUniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
La Teoría del Enlace de Valencia (T.E.V.)Como primera aproximación, considérense dos átomos de hidrógeno que seencuentran ...
Una mejora de dicha función, sugerida por Heitler y London, consiste ensuponer que los electrones no pueden ser asignados ...
{ c11sa + c21sb }Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
Hibridación sp3Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
OA(híbrido) = a 2s + b 2px + c 2py + d 2pzQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. JacoboHibridación sp3Uniones químicas
Metano CH4 Amoníaco NH3Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
Hibridación sp2OA(híbrido sp2) = a 2s + b 2px + c 2pyUniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
Hibridación sp2Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. JacoboHibridación sp2
Hibridación spUniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
Nitrógeno N2 (hibridación sp)Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
Hibridación dsp3PCl5Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
Orbitales MolecularesObjetivos:• Introducción de los conceptos básicos del Método de OrbitalesMoleculares para el estudio ...
Método de Orbitales Moleculares: La molécula ión hidrógeno, H2+^+ +-A BRrBrAe-RereremhHBA 020202224442 πεπεπε+−−∇−=Función...
( )[ ]BABA ssssS12111121 222+++=Φ+21sA1sB = densidad de solapamientoEl estado enlazante: El estado antienlazante:( )[ ]BAB...
Energía de los dos estados:Calculado:Re = 1,32 Å; De= 1,77 eV (171 kJ/mol)Experimental:Re = 1,06 Å; De= 2,6 eVσg1sσ∗u1s|E+...
OM para los estados excitados del H2+:BBAA scsc 22 +=Φ ( )[ ]BA ssS22121++=Φ+( )[ ]BA ssS22121−−=Φ−Combinación lineal de O...
Combinación lineal de OA 2pzA y 2pzB (*)2pzA 2pzBσ∗u2pzσ g2pz* realmente 2s y 2pz tienen la misma simetría, asíque pueden ...
zCombinación lineal de OA 2pxA y 2pxB2pxA 2pxBxπ∗g2pxπu2pxLos OM de tipo π2px, tienen un plano nodal, YZ, que contiene al ...
Moléculas diatómicas homonuclearesFunción de onda total del sistema:Y = F1(1) F2(2) .... Fn(n)¿Cómo son los OM, F1, F2, et...
N2: [KK] (σg2s)2 (σ∗u2s)2 (πu2p )4(σ g2p )2N2: [KK] (1σg)2 (1σ∗u)2 (1πu )4 (2σg)2[KK] (1σ)2 (2σ∗)2 (1π )4 (3σ)2O2: KK (σg2...
Variación de la energía de los OM de las moléculas diatómicas homonucleares del segundoperiodo.Orden de Enlace =( electron...
Moléculas diatómicas heteronucleares: La molécula de COLos OM se obtienen aplicando el principio variacional con funciones...
Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. JacoboCONo enlazanteNo enlazanteAtkinsCO: 1σ2 2σ2 1π4 3σ2
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo Uniones químicasHFNo enlazanteNo enlazanteHF: 1σ2 2 σ2 1π4Atkins
O2sO2pC2sC2s1σ2σ∗3σ4σ∗1π2π∗EnergíaOrbital Orbital OrbitalAtómico Molecular AtómicoC CO OOrbital Orbital OrbitalAtómico Mol...
Fuerzas intermolecularesDispersión, London, Dipolos transitoriosDipolos permanentesUniones químicasQuímica Inorgánica-63.1...
Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
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Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
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Puente hidrógeno: hidrurosUniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
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Uniones quimicas

  1. 1. Uniones QuímicasIónicas Covalentes MetálicasUniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  2. 2. Unión iónicaPropiedades de los Compuestos iónicos- Puntos de fusión y ebullición elevados- Sólidos duros y quebradizos- Baja conductividad eléctrica y térmica al estado sólido-ClNaClNa ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎯ →⎯+••••••••+••••••••- Baja energía de ionización del sodio (496 kJ/mol)- Electroafinidad muy negativa del cloro (–349 kJ/mol)- Atracción electrostática entre los iones resultantes de carga opuestaQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo Uniones químicas
  3. 3. Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  4. 4. Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  5. 5. Unión covalenteCaracterísticas del enlace covalente• Es muy fuerte y se rompe con dificultad.• Si la diferencia de electronegatividades entre los 2 átomos esmarcada, tenemos un enlace polar y se favorecerá lasolubilidad de la substancia en solventes polares. Ejemplo: unenlace O-H• Si la diferencia de electronegatividades es poca, tenemos unenlace no polar y se favorecerá la solubilidad de la substanciaen solventes no polares. Ejemplo: un enlace C-H o F-FUniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  6. 6. Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  7. 7. Enlaces s y p para la molécula de N2.Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  8. 8. Carga formal = [N° e- valencia átomo libre] - [ N° e- valenciaasignados en la molécula ]• Los pares de electrones solitarios resultantes de la formación de losoctetos correspondientes alrededor de cada átomo, le pertenecenexclusivamente• Electrones compartidos en enlaces se dividen para cada átomoinvolucrado en la unión.Con estos argumentos, podemos escribir la siguiente ecuación para unátomo de la molécula[Electrones de valencia] = [pares de e- solitarios] + 1/2 [e-compartidos]Carga formalUniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  9. 9. Como regla general, podemos afirmar que:• Los átomos en la molécula tratan de adquirir cargasformales lo más cercanas a cero,• Cualquier carga negativa (-) debe residir en el átomode mayor electronegatividad.[ Electrones de valencia del O] =7[Electrones de valencia del S] =4[Carga formal O] = 6e- - 7e- = -1[Carga formal S] = 6e- - 4e- = +2[Carga formal Oxig. doble enlace] = 6e- - 6e- = 0[Carga formal Oxig. simple enlace] = 6e- - 7e- = -1[Carga formal S] = 6e- - 6e- = 0Carga formalUniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  10. 10. ResonanciaOrden de energía de las formas resonantes y energías de resonancia para O3 y BF3Ψ = cI ΨI+ cII ΨIIUniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  11. 11. Resonanciaformas de Kekulé formas de DewarUniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  12. 12. La Teoría del Enlace de Valencia (T.E.V.)Como primera aproximación, considérense dos átomos de hidrógeno que seencuentran muy separados entre sí, a distancia infinita, de forma que no hayinteracción posible entre ellos. La función de onda que describe al sistema seráigual al producto de las funciones de onda que describen a cada átomo porseparado:Ψ = φA(1)φB(2)donde φA y φB representan a los orbitales 1s de cada átomo de hidrógeno.Cuando se resuelve la ecuación de ondas en función de la distancia deseparación entre los átomos, se obtiene un valor de la energía de -24 kJ/mol yuna distancia de equilibrio de 90 pm. Los valores experimentales para estamolécula son –458 kJ/mol y 74 pm, respectivamente, lo que indica que estaaproximación dista mucho de representar la situación real.Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  13. 13. Una mejora de dicha función, sugerida por Heitler y London, consiste ensuponer que los electrones no pueden ser asignados de manera taxativa alos núcleos A y B. Cuando los átomos se aproximan hasta la distancia deequilibrio, no es posible distinguir si el electrón 1 está ligado al átomo A o alátomo B, y lo mismo sucede con el electrón 2. Así pues, una descripción delsistema igualmente válida es la que representa la función de ondaΨ = φA(2)φB(1),en la cual el electrón 2 está en el átomo A y el electrón 1 en el átomo B.Como ambas funciones son igualmente probables, la mejor función quedescribe al sistema resulta de una combinación lineal de ambas:Ψ = φA(1)φB(2) + φA(2)φB(1)Los valores de energía y distancia que se obtienen en este caso son -303kJ/mol y 86.9 pm. Esta aproximación suele llamarse de intercambio, pues sebasa en la posibilidad de que los electrones cambien de núcleo en lo que aasignaciones se refiere.Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  14. 14. { c11sa + c21sb }Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  15. 15. Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  16. 16. Hibridación sp3Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  17. 17. OA(híbrido) = a 2s + b 2px + c 2py + d 2pzQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. JacoboHibridación sp3Uniones químicas
  18. 18. Metano CH4 Amoníaco NH3Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  19. 19. Hibridación sp2OA(híbrido sp2) = a 2s + b 2px + c 2pyUniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  20. 20. Hibridación sp2Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  21. 21. Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. JacoboHibridación sp2
  22. 22. Hibridación spUniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  23. 23. Nitrógeno N2 (hibridación sp)Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  24. 24. Hibridación dsp3PCl5Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  25. 25. Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  26. 26. Orbitales MolecularesObjetivos:• Introducción de los conceptos básicos del Método de OrbitalesMoleculares para el estudio mecanocuántico de las moléculas• Obtención de OM mediante CLOA• Introducción del concepto de integral de solapamiento• Concepto de Orbital moleculares enlazante y antienlazante• Configuración electrónica de los estados fundamentales moleculares• Polaridad del enlace: diferente contribución de los OAUniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  27. 27. Método de Orbitales Moleculares: La molécula ión hidrógeno, H2+^+ +-A BRrBrAe-RereremhHBA 020202224442 πεπεπε+−−∇−=Función de prueba para el estado fundamental:CLOA BBAA scsc 11 +=Φ( )S+=121( )S−=121Integral desolapamientoS=0,59τdssS BA11∫=Valores de cA y cB que dan los mejores valores dela función variacionalΦ+ cA= cBΦ- cA= -cBΦ+ Orbital molecular enlazante- Su energía esmenor que la del OA de partidaΦ- Orbital molecular antienlazante- Suenergía es mayor que la del OA de partidaQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo Uniones químicas
  28. 28. ( )[ ]BABA ssssS12111121 222+++=Φ+21sA1sB = densidad de solapamientoEl estado enlazante: El estado antienlazante:( )[ ]BABA ssssS12111121 222−+−=Φ−Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo Uniones químicas
  29. 29. Energía de los dos estados:Calculado:Re = 1,32 Å; De= 1,77 eV (171 kJ/mol)Experimental:Re = 1,06 Å; De= 2,6 eVσg1sσ∗u1s|E+-E1s|< |E--E1s|E+E-Configuración electrónica del estado fundamental del H2+: (σg1s)1 o(1σg)1Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  30. 30. OM para los estados excitados del H2+:BBAA scsc 22 +=Φ ( )[ ]BA ssS22121++=Φ+( )[ ]BA ssS22121−−=Φ−Combinación lineal de OA 2sA y 2sB (*)σg2sσ∗u2sOrbital Orbital OrbitalAtómico Molecular Atómicoσ∗u2sσg2sH H2+ H2s2sLa forma de los OM σ2s es similar a la de los σ1s . No obstante tiene superficiesinternas nodales que provienen de las de los orbitales atómicos 2s de HτdssS BA 22∫=Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo Uniones químicas
  31. 31. Combinación lineal de OA 2pzA y 2pzB (*)2pzA 2pzBσ∗u2pzσ g2pz* realmente 2s y 2pz tienen la misma simetría, asíque pueden combinarse linealmente y los OMgenerados tienen carácter de s y de p.Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo Uniones químicas
  32. 32. zCombinación lineal de OA 2pxA y 2pxB2pxA 2pxBxπ∗g2pxπu2pxLos OM de tipo π2px, tienen un plano nodal, YZ, que contiene al eje internuclear.Los OM de tipo π2py, se obtienen utilizando 2py y son degenerados con π2px. Senombran conjuntamente como π2p. g y u hacen referencia a su comportamientorespecto al centro de simetría.Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  33. 33. Moléculas diatómicas homonuclearesFunción de onda total del sistema:Y = F1(1) F2(2) .... Fn(n)¿Cómo son los OM, F1, F2, etc.? Similares a los obtenidos para H2+, CLOAde los átomos de partida.Se utiliza : Principio de AufbauPrincipio de Máxima MultiplicidadPrincipio de Exclusión de PauliConfiguraciones electrónicas del estado fundamentalH2 : (σg1s)2 o también (1σg)2 He – no se forma molécula-Diagrama deniveles de energíade OMUniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  34. 34. N2: [KK] (σg2s)2 (σ∗u2s)2 (πu2p )4(σ g2p )2N2: [KK] (1σg)2 (1σ∗u)2 (1πu )4 (2σg)2[KK] (1σ)2 (2σ∗)2 (1π )4 (3σ)2O2: KK (σg2s)2 (σ∗u2s)2 (σ g2p )2(πu2p )4(π∗g2p )2O2: [KK] (1σg)2 (1σu∗)2 (2σg)2(1π u)4(1πg∗ )2[KK] (1σ)2 (2σ∗)2 (3σ)2(1π )4(2π∗ )2Nomenclatura deOM de los átomosseparados.Diagrama deenergía de los OMNomenclatura porsimetríaotrasHOMOLUMOUniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  35. 35. Variación de la energía de los OM de las moléculas diatómicas homonucleares del segundoperiodo.Orden de Enlace =( electrones en OM enlazantes – electrones en OM antienlazantes)/2Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  36. 36. Moléculas diatómicas heteronucleares: La molécula de COLos OM se obtienen aplicando el principio variacional con funciones CLOA.Aproximación en la que no se consideran los electrones internos (core), solo la capa de valenciaSolo los OA de energías razonablemente similares (e igual simetría) contribuyensustancialmente a un OM dadoComo E(C2s)≠ E(O2s), las constantes de la combinación lineal cC≠ cO• La contribución del OA del elemento más electronegativo (más estabilizado)es mayor en los OM enlazantes.• La contribución del OA del elemento más electropositivo (menos estabilizado)es mayor en los OM antienlazantessCcsOc CO 22 +=ΦOM sigma enlazante polarizadoen el COOM sigma antienlazante polarizado en el COUniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  37. 37. Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. JacoboCONo enlazanteNo enlazanteAtkinsCO: 1σ2 2σ2 1π4 3σ2
  38. 38. Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo Uniones químicasHFNo enlazanteNo enlazanteHF: 1σ2 2 σ2 1π4Atkins
  39. 39. O2sO2pC2sC2s1σ2σ∗3σ4σ∗1π2π∗EnergíaOrbital Orbital OrbitalAtómico Molecular AtómicoC CO OOrbital Orbital OrbitalAtómico Molecular AtómicoH FH Fnº electrones de la capa de valencia=6 (O) + 4 (C) = 10nº electrones de la capa de valencia=7 (F) + 1 (H) = 8H1sF2pF2s1σ2σ3σ∗1πOrden de enlace = (2-0) / 2 =1EnergíaOrden de enlace = (8-2) / 2 =3Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo Uniones químicasOtros autores…..
  40. 40. Fuerzas intermolecularesDispersión, London, Dipolos transitoriosDipolos permanentesUniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  41. 41. Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  42. 42. Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  43. 43. Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  44. 44. Uniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
  45. 45. Puente hidrógeno: hidrurosUniones químicasQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo

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